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神秘宇宙

你知道宇宙有多少岁吗?

时间:2021-09-08 22:59:23   作者:牛哥   来源:十万个为什么   阅读:782   评论:0
内容摘要:你知道宇宙有多少岁吗?科学家在银河系外缘的一颗古老恒星上观察到了铀元素的谱线,据此推算出该恒星上铀元素的含量。在将它与钍元素含量进行比较后,得出结论认为,宇宙的年龄至少有 125 亿年。据称这是迄今对宇宙最低年龄最精确的直接推算。法国巴黎天文台的科学家在 8 日出版的英国《自然》杂志上报告说,他们与欧洲其它国家及美国的科学家合作,利用欧洲南方天文台设在智利的“大望远镜”的高精度光谱仪,观察到了这颗名为CS31082-001 的贫金属恒星上的铀 238 谱线。这是人们首次在贫金属恒星上发现铀元素谱线,对精确推断宇宙年龄非常重要。根据现代天文学理论,幼年的宇宙基本上由氢和氦构成,金属等重元素是后来在恒星的核反应中形成的。宇宙中最初产生的一批恒星在生命终结时产生超新星爆发,喷出大量物质,其中就含有在恒星核反应炉里产生的铁等重元素。同时,超新星爆发的过程中还会产生铀、钍等较为稳定的放射性重元素。当第二代恒星从超新星的残骸中诞生时,会“捡到”一些铁、铀、钍等元素。如果一颗第二代恒星里的重元素含量特别少,表明它诞生时还没有多少第一代恒星死去,可供捕获的重元素不多,因此这颗恒星必定非常古老。这类恒星被称为贫金属恒星,人们已经在银河系外缘部分观察到了这样一些恒星,并通过观察恒星大气中的钍 232 元素光谱,推算钍元素含量,进而估计宇宙的最低年龄。但是,仅仅从钍元素的含量推导宇宙最低年龄并不十分可靠,而且钍 232 的半衰期长达 141 亿年,这把尺子的“刻度”太大,得出的结果必然不精确。科学家在这颗贫金属恒星上同时发现铀 238 的谱线,使局面大为改观。因为超新星爆发时产生的钍元素和铀元素含量比例是固定的,而两种元素的半衰期不同,因此这颗恒星上的钍、铀含量比例,与恒星的年龄密切相关。此外,铀 238 的半衰期为 45 亿年,用它作量度宇宙年龄的尺子,结果将更为精确。科学家据此初步推算出,宇宙年龄至少有 125 亿年,误差为前后 30 亿年,这不仅比根据宇宙膨胀率来间接推算宇宙年龄的方法更可靠,也比以前仅用钍元素时误差前后 40 亿年的情形要精确很多。科学家说,通过继续研究这颗恒星上的放射性重金属谱线,并寻找其它含铀的贫金属恒星,有望进一步提高推算结果的精度。

宇宙是怎么诞生的
爱因斯坦的广义相对论揭开了宇宙迷雾的一角,当时的科学家无不赞叹其脑回路的清奇,如此精妙的答案怎么就给爱因斯坦给找到了呢?因此就有很多科学家投入了对广相引力场公式的研究。
 

其中最著名的要数前苏联科学家弗里德曼和勒梅特,他们发现广相引力场下的宇宙是动态的,在很久以前宇宙会从一个极小的范围内诞生,刚好这时哈勃也观测到了宇宙的膨胀,还总结除了哈勃常数。


伽莫夫和他的同事对宇宙大爆炸诞生时的原初物质丰度以及余晖进行了计算,后来被快速发展的射电望远镜证实,60年代也发现了大爆炸的余晖宇宙微波背景辐射,在彭罗斯论证了黑洞的奇点后,霍金在这个基础上扩展到了宇宙大爆炸前的奇点定理。阿兰古斯则论证了宇宙大爆炸初期的暴胀理论,因此宇宙大爆炸论才被广泛接受。
 
 宇宙大爆炸论认为宇宙诞生于一个致密的奇点的膨胀,物质和时间以及空间都来自于这次大爆炸,它的简单理解是大爆炸以前是没有时间、也没有空间和物质的混沌,奇点的膨胀在混沌中诞生了一个空间,这就是我们的宇宙,它膨胀到哪里,我们的宇宙边界就在哪里!
 
从宇宙大爆炸观点入手,科学家从中推测出我们的理论可观测宇宙范围大约是930亿光年,之外,科学家也无法推测,因为没有手段可以获知这些区域的信息。


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